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JP2018187709A - Brace assist device - Google Patents

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JP2018187709A
JP2018187709A JP2017091758A JP2017091758A JP2018187709A JP 2018187709 A JP2018187709 A JP 2018187709A JP 2017091758 A JP2017091758 A JP 2017091758A JP 2017091758 A JP2017091758 A JP 2017091758A JP 2018187709 A JP2018187709 A JP 2018187709A
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Japan
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support force
arm
bracelet
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JP2017091758A
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小林 宏
Hiroshi Kobayashi
宏 小林
栄太 中村
Eita Nakamura
栄太 中村
浩輝 一瀬
Koki Ichinose
浩輝 一瀬
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Innophys Co Ltd
Original Assignee
Innophys Co Ltd
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Priority to US16/610,040 priority patent/US20200198121A1/en
Priority to CN201880043106.6A priority patent/CN110876262A/en
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Abstract

【課題】小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる腕腰補助装置を得る。【解決手段】腕腰補助装置10は、使用者の背部に装着される上体フレーム18と、使用者の下肢に装着される大腿アーム16と、使用者の上肢に装着される腕サポートアーム20と、を備えている。また、腕腰補助装置10は、上体フレーム18を大腿アーム16に対して付勢することで、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力を付与すると共に、腕サポートアーム20を上体フレーム18に対して付勢することで、使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力を付与する人工筋肉22を備えている。【選択図】図1An arm and waist assist device that can be reduced in size, weight, and cost is obtained. An arm and waist assist device 10 includes an upper body frame 18 attached to a user's back, a thigh arm 16 attached to a user's lower limb, and an arm support arm 20 attached to the user's upper limb. And. Further, the arm / hip assisting device 10 urges the upper body frame 18 against the thigh arm 16 to provide a support force in a direction in which the upper body of the user is raised, and to move the arm support arm 20 to the upper body. The artificial muscle 22 which provides the support force to the direction which raises a user's upper limb by urging | biasing with respect to the flame | frame 18 is provided. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、腕腰補助装置に関する。   The present invention relates to a bracelet assist device.

下記特許文献1及び特許文献2には、使用者の身体に装着されることで、使用者の腰部や上肢を補助する腕腰補助装置が開示されている。   Patent Literature 1 and Patent Literature 2 listed below disclose an arm and waist assist device that assists the user's lower back and upper limbs by being attached to the user's body.

特許文献1に記載された腕腰補助装置(上腕保持装置及び上腕補助装置)では、第1アクチュエータが作動されることで使用者の上腕の上昇及び保持がサポートされ、第2アクチュエータが作動されることで使用者の腰部がサポートされるようになっている。   In the arm and waist assist device (upper arm holding device and upper arm assist device) described in Patent Literature 1, the first actuator is operated to support the raising and holding of the user's upper arm, and the second actuator is operated. Thus, the user's waist is supported.

特許文献2に記載された腕腰補助装置(上腕保持装置及び上腕補助装置)では、人体の各間接に対応する複数の駆動モータがそれぞれ作動されることで、使用者の上肢がサポートされると共に使用者の腰部がサポートされるようになっている。   In the arm and waist assist device (upper arm holding device and upper arm assist device) described in Patent Document 2, the user's upper limbs are supported by operating a plurality of drive motors corresponding to each indirectly of the human body. The user's waist is supported.

特開2009−273711号公報JP 2009-273711 A 特開2016−2123号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-2123

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載された腕腰補助装置では、使用者の上肢をサポートするためのサポート力を発生させるアクチュエータと、使用者の腰部をサポートするためのサポート力を発生させるアクチュエータと、がそれぞれ独立して設けられている。そのため、構成部品の点数が増え、腕腰補助装置の小型化、軽量化及び低コスト化を図るという観点で改善の余地がある。   However, in the brace and hip assist device described in Patent Document 1 and Patent Document 2, an actuator that generates a support force for supporting the user's upper limb and a support force for supporting the user's waist are generated. Actuators are provided independently of each other. Therefore, there is room for improvement from the viewpoint of increasing the number of components and reducing the size, weight, and cost of the brace assist device.

本発明は上記事実を考慮し、小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる腕腰補助装置を得ることが目的である。   In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain an arm and waist assist device that can be reduced in size, weight, and cost.

請求項1記載の腕腰補助装置は、使用者の背部に装着される背部装着部と、前記使用者の下肢に装着される下肢装着部と、前記使用者の上肢に装着される上肢装着部と、前記背部装着部を前記下肢装着部に対して付勢することで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力を付与すると共に、前記上肢装着部を前記背部装着部に対して付勢することで、前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力を付与するサポート力付与部と、を備えている。   The bracelet assist device according to claim 1 is a back mounting unit mounted on a user's back, a lower limb mounting unit mounted on a lower limb of the user, and an upper limb mounting unit mounted on an upper limb of the user. And urging the back mounting portion against the lower limb mounting portion to provide a support force in a direction that causes the upper body of the user, and the upper limb mounting portion with respect to the back mounting portion. A supporting force applying unit that applies a supporting force in a direction of pulling up the upper limb of the user by energizing.

請求項1記載の腕腰補助装置によれば、背部装着部が使用者の背部に装着され、下肢装着部が使用者の下肢に装着され、上肢装着部が使用者の上肢に装着されることで、当該腕腰補助装置が使用者の身体に装着される。そして、サポート力付与部が、背部装着部を下肢装着部に対して付勢すると共に上肢装着部を背部装着部に対して付勢することで、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力が付与されると共に、使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される。ここで、請求項1記載の発明では、サポート力付与部は、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせる。これにより、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせるアクチュエータをそれぞれ独立して設けた場合と比べて、腕腰補助装置の小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。   According to the brace support apparatus according to claim 1, the back mounting portion is mounted on the user's back, the lower limb mounting portion is mounted on the user's lower limb, and the upper limb mounting portion is mounted on the user's upper limb. Then, the brace assist device is attached to the user's body. The support force application unit urges the back mounting unit against the lower limb mounting unit and urges the upper limb mounting unit against the back mounting unit, thereby supporting the user in the direction of causing the upper body of the user. And a support force in the direction of raising the user's upper limb. Here, in the first aspect of the present invention, the support force application unit generates both a support force in a direction in which the upper body of the user is raised and a support force in a direction in which the upper limb of the user is pulled up. As a result, compared to the case where the actuators that generate both the support force in the direction of causing the user's upper body and the support force in the direction of raising the user's upper limb are provided independently, The auxiliary device can be reduced in size, weight, and cost.

請求項2記載の腕腰補助装置は、請求項1記載の腕腰補助装置において、前記サポート力付与部は、ガスが供給されることで収縮する人工筋肉とされており、前記人工筋肉が収縮されることで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される。   The bracelet assist device according to claim 2 is the bracelet assist device according to claim 1, wherein the support force applying unit is an artificial muscle that contracts when gas is supplied, and the artificial muscle contracts. As a result, a support force in a direction for causing the upper body of the user and a support force in a direction for lifting the upper limb of the user are provided.

請求項2記載の腕腰補助装置によれば、サポート力を発生させるサポート力付与部が人工筋肉とされていることにより、サポート力付与部の重量の増加を抑制しつつ、より大きなサポート力を得ることができる。   According to the brace and hip assist device according to claim 2, since the support force applying portion that generates the support force is an artificial muscle, an increase in the weight of the support force applying portion is suppressed, and a greater support force is provided. Can be obtained.

請求項3記載の腕腰補助装置は、請求項1記載の腕腰補助装置において、前記サポート力付与部はバネとされており、前記使用者の姿勢変化に伴って前記バネが変形されることで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される。   The bracelet assist device according to claim 3 is the bracelet assist device according to claim 1, wherein the support force applying portion is a spring, and the spring is deformed in accordance with the posture change of the user. Thus, a support force in a direction for causing the upper body of the user and a support force in a direction for lifting the upper limb of the user are provided.

請求項3記載の腕腰補助装置によれば、サポート力を発生させるサポート力付与部がバネとされている。そして、このバネが変形されることでサポート力が発生する。当該構成では、外部から電気的又は機械的なエネルギを供給することなくサポート力を発生させることができる。   According to the third aspect, the support force applying portion for generating the support force is a spring. The spring is deformed to generate a support force. In this configuration, it is possible to generate the support force without supplying electrical or mechanical energy from the outside.

請求項4記載の腕腰補助装置は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の腕腰補助装置において、前記上肢装着部が、前記背部装着部に対して前記使用者の左右方向に傾動可能とされた。   The bracelet assist device according to claim 4 is the bracelet assist device according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper limb mounting portion has left and right sides of the user with respect to the back mounting portion. It was possible to tilt in the direction.

請求項4記載の腕腰補助装置によれば、上肢装着部が、背部装着部に対して使用者の左右方向に傾動可能とされている。これにより、使用者が荷物を持ち上げ作業等をする際に、様々な寸法の荷物に対応することができる。   According to the bracelet assist device of the fourth aspect, the upper limb mounting portion can be tilted in the left-right direction of the user with respect to the back mounting portion. Thereby, when a user lifts a load | work etc., it can respond | correspond to the load of various dimensions.

請求項5記載の腕腰補助装置は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の腕腰補助装置において、前記上肢装着部は、前記使用者の手首に装着される手首装着部を備えており、前記手首装着部から前記使用者の手首に前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される。   The bracelet assist device according to claim 5 is the bracelet assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper limb attachment portion is a wrist attachment portion attached to the wrist of the user. The support force in the direction which pulls up the user's upper limb from the wrist attachment part to the user's wrist is given.

請求項5記載の腕腰補助装置によれば、使用者が荷物を持ち上げる際や荷物を持ち上げた状態に保持する際に荷重が加わる手首を手首装着部によって効果的にサポートすることができる。   According to the brace and hip assist device of the fifth aspect, the wrist to which a load is applied when the user lifts the load or holds the load in the lifted state can be effectively supported by the wrist mounting portion.

請求項6記載の腕腰補助装置は、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の腕腰補助装置において、前記上肢装着部は、前記背部装着部に上肢装着部側プーリを介して傾動可能に支持されており、前記下肢装着部は、前記背部装着部に下肢装着部側プーリを介して傾動可能に支持されており、前記上肢装着部側プーリの外径と前記下肢装着部側プーリの外径とが異なっており、前記サポート力付与部につながれたワイヤが、前記上肢装着部側プーリ及び前記下肢装着部側プーリにそれぞれ係止されている。   The bracelet assist device according to claim 6 is the brace support device according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper limb mounting portion is connected to the back mounting portion via an upper limb mounting portion side pulley. The lower limb mounting portion is supported to be tiltable by the back mounting portion via a lower limb mounting portion side pulley, and the outer diameter of the upper limb mounting portion side pulley and the lower limb mounting portion are supported by the lower mounting portion side pulley. The outer diameter of the side pulley is different, and the wires connected to the support force applying portion are respectively locked to the upper limb mounting portion side pulley and the lower limb mounting portion side pulley.

請求項6記載の腕腰補助装置によれば、サポート力付与部につながれたワイヤが、互いに外径の異なる上肢装着部側プーリ及び下肢装着部側プーリにそれぞれ係止されていることにより、下肢装着部に対する上体装着部の変位量と、上体装着部に対する上肢装着部の変位量と、を異ならせることができる。すなわち、請求項6記載の発明では、使用者の作業形態に応じて、下肢装着部に対する上体装着部の変位量と、上体装着部に対する上肢装着部の変位量と、の割合をより最適にすることができる。   According to the brace and hip assist device according to claim 6, the wires connected to the support force applying portion are respectively locked to the upper limb mounting portion side pulley and the lower limb mounting portion side pulley having different outer diameters, thereby The displacement amount of the upper body mounting portion relative to the mounting portion can be made different from the displacement amount of the upper limb mounting portion relative to the upper body mounting portion. That is, in the invention according to claim 6, the ratio of the displacement amount of the upper body mounting portion with respect to the lower limb mounting portion and the displacement amount of the upper limb mounting portion with respect to the upper body mounting portion is more optimal in accordance with the work form of the user. Can be.

請求項7記載の腕腰補助装置は、使用者の背部に装着される背部装着部と、前記使用者の下肢に装着される下肢装着部と、前記使用者の上肢に装着される上肢装着部と、前記背部装着部を前記下肢装着部に対して付勢することで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力を付与すると共に、前記上肢装着部を前記背部装着部に対して付勢することで、前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力を付与するサポート力付与部と、を備え、使用者の動作に応じて、前記使用者の上肢を引き上げる方向へ作用するサポート力と、前記使用者の上体を引き起こす方向へ作用するサポート力と、の配分比率が変わる。   The bracelet assist device according to claim 7, wherein a back mounting portion to be mounted on a user's back, a lower limb mounting portion to be mounted on the user's lower limb, and an upper limb mounting portion to be mounted on the upper limb of the user. And urging the back mounting portion against the lower limb mounting portion to provide a support force in a direction that causes the upper body of the user, and the upper limb mounting portion with respect to the back mounting portion. A support force applying unit that applies a support force in a direction of pulling up the upper limb of the user by urging, and a support that acts in a direction of pulling up the user's upper limb according to the operation of the user The distribution ratio of the force and the support force acting in the direction causing the upper body of the user is changed.

請求項7記載の腕腰補助装置によれば、使用者の動作に応じて、すなわち、使用者の姿勢変化に応じて、使用者の上肢を引き上げる方向へ作用するサポート力と上体を引き起こす方向へ作用するサポート力との配分比率を変えることができる。   According to the brace and hip assist device according to claim 7, the support force acting in the direction of pulling up the upper limb of the user and the direction of causing the upper body according to the movement of the user, that is, according to the change in the posture of the user. You can change the distribution ratio with the support force acting on.

本発明に係る腕腰補助装置は、小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる、という優れた効果を有する。   The bracelet assist device according to the present invention has an excellent effect that it can be reduced in size, weight, and cost.

第1実施形態に係る腕腰補助装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る腕腰補助装置を示す側面図である。It is a side view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る腕腰補助装置を示す正面図である。It is a front view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る腕腰補助装置を示す平面図である。It is a top view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 1st Embodiment. サポータを示す側面図である。It is a side view which shows a supporter. 人工筋肉を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an artificial muscle typically. 図6に示された人工筋肉に空気が供給された状態を模式的に示す図5に対応する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram corresponding to FIG. 5 schematically showing a state in which air is supplied to the artificial muscle shown in FIG. 6. 人工筋肉収容部内に配置された人工筋肉を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the artificial muscle arrange | positioned in the artificial muscle storage part. 空気が供給される前の腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part of the bracelet assistance apparatus before air is supplied. 空気が供給された状態の腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part of the bracelet auxiliary device of the state in which air was supplied. 腕腰補助装置の各傾動軸を説明するための図1に対応する斜視図である。It is a perspective view corresponding to FIG. 1 for demonstrating each tilt axis of a bracelet auxiliary device. 筋使用量の評価方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the evaluation method of a muscle usage. (A)は、腕腰補助装置を装着した使用者が腰を下ろさない姿勢から荷物を持ち上げ始める状態を示す側面図であり、(B)は、腕腰補助装置を装着した使用者が(A)に示された姿勢から荷物を持ち上げ終えた状態を示す側面図であり、(C)は、腕腰補助装置を装着した使用者が荷物を持ち上げた姿勢で当該荷物を保持している状態を示す側面図である。(A) is a side view showing a state where the user wearing the bracelet assist device starts to lift the load from a posture in which the user does not sit down, and (B) is a case where the user wearing the bracelet assist device (A (C) is a side view showing a state in which the baggage has been lifted from the posture shown in FIG. FIG. (A)は、腕腰補助装置を装着した使用者が腰を下ろした姿勢から荷物を持ち上げ始める状態を示す側面図であり、(B)は、腕腰補助装置を装着した使用者が(A)に示された姿勢から荷物を持ち上げ終えた状態を示す側面図であり、(C)は、腕腰補助装置を装着した使用者が荷物を持ち上げた姿勢で当該荷物を保持している状態を示す側面図である。(A) is a side view showing a state where a user wearing the bracelet assist device starts to lift a load from a posture where the user sits down, and (B) is a case where the user wearing the bracelet assist device (A (C) is a side view showing a state in which the baggage has been lifted from the posture shown in FIG. FIG. 使用者の身体において筋電を測定した箇所を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the location which measured the myoelectricity in a user's body. 図13(A)に示された状態から(B)に示された状態までの各被験者の筋使用量を示すグラフである。It is a graph which shows the muscle usage of each test subject from the state shown in FIG. 13 (A) to the state shown in (B). 図13(C)に示された状態で荷物を保持している際の各被験者の筋使用量を示すグラフである。It is a graph which shows the muscle usage of each test subject at the time of holding a load in the state shown in FIG. 図14(A)に示された状態から(B)に示された状態までの各被験者の筋使用量を示すグラフである。It is a graph which shows the muscle usage-amount of each test subject from the state shown by FIG. 14 (A) to the state shown by (B). 図14(C)に示された状態で荷物を保持している際の各被験者の筋使用量を示すグラフである。It is a graph which shows the muscle usage of each test subject at the time of holding the load in the state shown in FIG. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を使用者が装着した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state with which the user mounted | worn the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 空気バネを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an air spring. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を装着した使用者が腰を下ろした状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which the user with which the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment was mounted | worn down. 第2実施形態に係る腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the principal part of the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を使用者が装着した状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state with which the user mounted | worn the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を装着した使用者が腰を下ろさない姿勢で荷物をつかんだ状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which the user with which the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment was mounted | worn grabbed with the attitude | position which does not sit down. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を装着していると共に荷物をつかんだ使用者が腰を下ろした状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which the user who mounted | worn with the bracelet assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment, and grabbed the load sat down. 第2実施形態に係る腕腰補助装置を装着していると共に荷物をつかんだ使用者が図26に示された状態から腰を上げた状態を示す側面図である。FIG. 27 is a side view showing a state where a user who wears the bracelet assist device according to the second embodiment and grasps a load raises his / her waist from the state shown in FIG. 26. (A)は図25に示された状態の腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図であり、(B)は図26に示された状態の腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図であり、(C)は図27に示された状態の腕腰補助装置の主要部を模式的に示す側面図である。(A) is a side view schematically showing the main part of the bracelet assist device in the state shown in FIG. 25, and (B) is a schematic diagram of the main part of the bracelet assist device in the state shown in FIG. FIG. 28C is a side view schematically showing the main part of the bracelet assist device in the state shown in FIG. 27. 第3実施形態に係る腕腰補助装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る腕腰補助装置を示す側面図である。It is a side view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る腕腰補助装置を示す正面図である。It is a front view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る腕腰補助装置を示す平面図である。It is a top view which shows the bracelet assistance apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

図1〜図10を用いて本発明の第1実施形態に係る腕腰補助装置について説明する。なお、腕腰補助装置を装着している状態でかつ直立した状態の使用者から見た前後方向前方側を矢印FRで示し、右側及び左側をそれぞれ矢印RH及び矢印LHで示し、上下方向上側を矢印UPで示す。また、以下の説明で、単に前後、左右、上下の方向を示す場合は、腕腰補助装置を装着している状態でかつ直立した状態の使用者から見た前後、左右、上下を示すものとする。   The bracelet assist device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the front side in the front-rear direction viewed from the upright user wearing the bracelet assist device is indicated by arrow FR, the right side and the left side are indicated by arrow RH and arrow LH, and the upper side in the vertical direction is shown. Indicated by arrow UP. Also, in the following description, when simply indicating the front / rear, left / right, up / down directions, the front / rear, left / right, up / down as seen from the upright user wearing the bracelet assist device. To do.

図1〜図4に示されるように、腕腰補助装置10は、使用者の腰部の側方側に配置される左右一対のベース部12と、ベース部12に取付けられていると共に使用者の腰部に装着される腰部ベルト14と、を備えている。また、腕腰補助装置10は、使用者の大腿部に沿って配置されると共にベース部12に傾動可能に取付けられた下肢装着部としての左右一対の大腿アーム16を備えている。さらに、腕腰補助装置10は、使用者の上体(背部)に沿って配置されると共にベース部12に傾動可能に取付けられ背部装着部の一部を構成する上体フレーム18を備えている。また、腕腰補助装置10は、使用者の上肢に沿って配置されると共に上体フレーム18の上端部に傾動可能に取りつけられた上肢装着部としての腕サポートアーム20を備えている。さらに、腕腰補助装置10は、上体フレーム18内に配置されたサポート力付与部としての人工筋肉22(図6参照)を備えている。   As shown in FIG. 1 to FIG. 4, the brace assist device 10 is attached to the base portion 12 and a pair of left and right base portions 12 disposed on the side of the user's waist, and is also installed by the user. And a waist belt 14 to be attached to the waist. The bracelet assisting device 10 includes a pair of left and right thigh arms 16 as a lower limb mounting portion that is disposed along the thigh of the user and is attached to the base portion 12 so as to be tiltable. Further, the bracelet assisting device 10 includes a body frame 18 that is disposed along the upper body (back part) of the user and that is tiltably attached to the base part 12 and constitutes a part of the back mounting part. . The bracelet assisting device 10 includes an arm support arm 20 as an upper limb mounting portion that is disposed along the upper limb of the user and is attached to the upper end portion of the upper body frame 18 so as to be tiltable. Furthermore, the bracelet assisting device 10 includes an artificial muscle 22 (see FIG. 6) as a support force applying unit disposed in the upper body frame 18.

ベース部12は、板状に形成された外側プレート24及び内側プレート26と、を含んで構成されている。外側プレート24と内側プレート26とは、側面視で(右側又は左側から見て)ほぼ同一の形状に形成されている。また、外側プレート24と内側プレート26とは、複数の接続ピン等を介して接続されている。これにより、外側プレート24と内側プレート26とは、左右方向に所定の間隔を空けてかつ互いに平行に配置されている。   The base portion 12 includes an outer plate 24 and an inner plate 26 that are formed in a plate shape. The outer plate 24 and the inner plate 26 are formed in substantially the same shape in a side view (viewed from the right side or the left side). The outer plate 24 and the inner plate 26 are connected via a plurality of connection pins and the like. Thus, the outer plate 24 and the inner plate 26 are arranged in parallel to each other with a predetermined interval in the left-right direction.

また、外側プレート24と内側プレート26との間には、第1プーリ28及び第2プーリ30が回転可能に設けられている。下肢装着部側プーリとしての第1プーリ28は、外側プレート24及び内側プレート26の下部側に左右方向を回転軸方向として取付けられている。この第1プーリ28の回転軸は、使用者の股関節に対応している。また、第1プーリ28には、後述する大腿アーム16が取付けられている。ここで、第1プーリ28が一方側へ回転されて(左側面視で反時計回り方向へ回転されて)、第1プーリ28が外側プレート24及び内側プレート26等に固定された被当接部に当接することで、当該第1プーリ28の一方側への回転が規制されるようになっている。その結果、第1プーリ28に取付けられた大腿アーム16の後方側へ傾動が制限されるようになっている。   A first pulley 28 and a second pulley 30 are rotatably provided between the outer plate 24 and the inner plate 26. The first pulley 28 as a lower limb mounting portion side pulley is attached to the lower side of the outer plate 24 and the inner plate 26 with the left-right direction as the rotation axis direction. The rotation axis of the first pulley 28 corresponds to the hip joint of the user. The first pulley 28 is attached with a thigh arm 16 to be described later. Here, the first pulley 28 is rotated to one side (rotated counterclockwise as viewed from the left side), and the first pulley 28 is fixed to the outer plate 24, the inner plate 26, and the like. , The rotation of the first pulley 28 to one side is restricted. As a result, the tilting of the thigh arm 16 attached to the first pulley 28 is restricted to the rear side.

第2プーリ30は、外側プレート24及び内側プレート26の上部側かつ第1プーリ28の後方側に左右方向を回転軸方向として取付けられている。この第2プーリ30の回転軸は、使用者の仙腸関節に対応している。また、第2プーリ30には、後述する上体フレーム18が取付けられている。   The second pulley 30 is attached to the upper side of the outer plate 24 and the inner plate 26 and the rear side of the first pulley 28 with the left-right direction as the rotation axis direction. The rotation axis of the second pulley 30 corresponds to the user's sacroiliac joint. Further, a body frame 18 described later is attached to the second pulley 30.

腰部ベルト14は、使用者の上方側から見て環状に形成されており、この腰部ベルト14は、使用者の腰部に装着されるようになっている。なお、腰部ベルト14には、当該腰部ベルト14の周長を調節するための図示しない長さ調節機構が設けられている。   The waist belt 14 is formed in an annular shape when viewed from above the user, and the waist belt 14 is attached to the waist of the user. The waist belt 14 is provided with a length adjusting mechanism (not shown) for adjusting the circumference of the waist belt 14.

大腿アーム16は、使用者の大腿部に沿って延びるアーム本体32と、アーム本体32に取付けられた腿パッド34と、を含んで構成されている。アーム本体32は、板状の部材に曲げ加工等が施されることによって形成されている。このアーム本体32は、第1プーリ28にヒンジ36を介して取付けられることで、大腿アーム16がベース部12に対して前後方向に傾動可能に取付けられるようになっている。なお、本実施形態では、ヒンジ36が左右方向に回動可能に構成されていることにより、大腿アーム16がベース部12に対して左右方向にも傾動可能になっている。   The thigh arm 16 is configured to include an arm main body 32 extending along the thigh of the user and a thigh pad 34 attached to the arm main body 32. The arm body 32 is formed by bending a plate-like member. The arm body 32 is attached to the first pulley 28 via a hinge 36 so that the thigh arm 16 is attached to the base portion 12 so as to be tiltable in the front-rear direction. In the present embodiment, since the hinge 36 is configured to be rotatable in the left-right direction, the thigh arm 16 can be tilted in the left-right direction with respect to the base portion 12.

腿パッド34は、使用者の大腿部の前方側の面に沿う湾曲形状とされており、この腿パッド34は、アーム本体32の下端部に取付けられている。また、腿パッド34は、アーム本体32に対して左右方向を軸方向として所定の角度だけ回動可能とされている。これにより、腿パッド34と使用者の大腿部の前方側の面との接触状態を所望の接触状態に保つことができる。   The thigh pad 34 has a curved shape along the front side surface of the user's thigh, and the thigh pad 34 is attached to the lower end of the arm body 32. Further, the thigh pad 34 is rotatable with respect to the arm body 32 by a predetermined angle with the left-right direction as the axial direction. Thereby, the contact state of the thigh pad 34 and the front side surface of the user's thigh can be maintained in a desired contact state.

上体フレーム18は、正面視で(使用者の正面側から見て)略梯子状に形成されている。この上体フレーム18は、左右方向に間隔を空けて配置されていると共に内部に人工筋肉22(図6参照)が配置される左右一対の人工筋肉取付部38と、左右一対の人工筋肉取付部38の上方側の部位を左右方向に繋ぐ上側接続部40と、左右一対の人工筋肉取付部38の下方側の部位を左右方向に繋ぐ下側接続部42と、を有して構成されている。左右一対の人工筋肉取付部38の下端部及び上側接続部40の左右方向の中央部には、使用者の上体に装着される上体装着ベルト44が取付けられる上体装着ベルト取付部38A、40Aがそれぞれ設けられている。背部装着部の他の一部を構成する上体装着ベルト44は、使用者の右肩に装着される右側装着ベルト44Rと、使用者の左肩に装着される左側装着ベルト44Lと、を含んで構成されており、右側装着ベルト44R及び左側装着ベルト44Lの長さはそれぞれ調整可能とされている。   The upper body frame 18 is formed in a substantially ladder shape when viewed from the front (viewed from the front side of the user). The upper body frame 18 has a pair of left and right artificial muscle attachment portions 38 which are arranged at intervals in the left-right direction and in which the artificial muscle 22 (see FIG. 6) is arranged, and a pair of left and right artificial muscle attachment portions. The upper connection part 40 which connects the upper part of 38 in the left-right direction, and the lower connection part 42 which connects the lower part of the pair of left and right artificial muscle attachment parts 38 in the left-right direction are configured. . A body mounting belt mounting portion 38A to which a body mounting belt 44 to be mounted on the user's body is mounted at the lower end of the pair of left and right artificial muscle mounting portions 38 and the central portion in the left and right direction of the upper connection portion 40; 40A is provided. The upper body mounting belt 44 constituting the other part of the back mounting portion includes a right side mounting belt 44R that is mounted on the right shoulder of the user and a left side mounting belt 44L that is mounted on the left shoulder of the user. The lengths of the right side mounting belt 44R and the left side mounting belt 44L are adjustable.

また、一対の人工筋肉取付部38の下端部は、第2プーリ30に固定されている。これにより、上体フレーム18が、ベース部12に対して前後方向に傾動可能になっている。さらに、一対の人工筋肉取付部38の上端部には、互いに平行に配置された一対のプーリ支持板46が固定されている。この一対のプーリ支持板46の間には、後述する腕サポートアーム20が取付けられる上肢装着部側プーリとしての第3プーリ48が設けられており。この第3プーリ48は一対のプーリ支持板46に回動可能に支持されている。   Further, the lower ends of the pair of artificial muscle attachment portions 38 are fixed to the second pulley 30. Thereby, the upper body frame 18 can tilt in the front-rear direction with respect to the base portion 12. Further, a pair of pulley support plates 46 arranged in parallel to each other are fixed to the upper ends of the pair of artificial muscle attachment portions 38. Between the pair of pulley support plates 46, a third pulley 48 is provided as an upper limb mounting portion side pulley to which an arm support arm 20 described later is attached. The third pulley 48 is rotatably supported by the pair of pulley support plates 46.

さらに、一対の人工筋肉取付部38の上下方向の中間部には、背中パッド50が架け渡されている。   Further, a back pad 50 is bridged between the vertical intermediate portions of the pair of artificial muscle attachment portions 38.

腕サポートアーム20は、第1アーム部52、第2アーム部54及び先端アーム部56を含んで構成されている。   The arm support arm 20 includes a first arm portion 52, a second arm portion 54, and a tip arm portion 56.

第1アーム部52は、角柱状に形成されておりこの第1アーム部52の一方側の端部は、第3プーリ48に支持されている。これにより、腕サポートアーム20が、上体フレーム18の人工筋肉取付部38の上端部に傾動可能に支持されている。また、第1アーム部52と第3プーリ48とはピン接合とされている。これにより、第1アーム部52が第3プーリ48に対して左右方向に傾動可能となっている。   The first arm portion 52 is formed in a prismatic shape, and one end portion of the first arm portion 52 is supported by the third pulley 48. Thereby, the arm support arm 20 is supported by the upper end part of the artificial muscle attachment part 38 of the upper body frame 18 so that tilting is possible. The first arm portion 52 and the third pulley 48 are pin-joined. As a result, the first arm portion 52 can tilt in the left-right direction with respect to the third pulley 48.

第2アーム部54は、第1アーム部52よりも細い寸法の2本の角柱状の部材によって形成されている。この第2アーム部54の一方側の端部は、第1アーム部52の他方側の端部に接合されている。また、第2アーム部54と第1アーム部52とは、ピン接合とされている。これにより、第2アーム部54が第1アーム部52に対して左右方向に傾動可能となっている。   The second arm portion 54 is formed of two prismatic members having dimensions smaller than those of the first arm portion 52. One end portion of the second arm portion 54 is joined to the other end portion of the first arm portion 52. Moreover, the 2nd arm part 54 and the 1st arm part 52 are made into pin joining. As a result, the second arm portion 54 can tilt in the left-right direction with respect to the first arm portion 52.

先端アーム部56は、丸棒状の素材がL字状に曲げられること等により形成されている。この先端アーム部56の一方側の端部は、第2アーム部54の他方側の端部に固定されている。また、先端アーム部56の他方側の端部には、使用者の手がはめ込まれる手首装着部としてのサポータ58がサポータ係止ワイヤ60を介して取付けられている。   The distal end arm portion 56 is formed by bending a round bar-like material into an L shape. One end portion of the tip arm portion 56 is fixed to the other end portion of the second arm portion 54. Further, a supporter 58 as a wrist mounting portion into which a user's hand is fitted is attached to the other end portion of the tip arm portion 56 via a supporter locking wire 60.

図5に示されるように、サポータ58は、伸縮性を有する素材を用いて形成されており、このサポータ58は、使用者の手首から手のひら及び手の甲を覆う筒状に形成されている。このサポータ58には、手の親指が挿通される親指挿通孔58Aが形成されている。また、サポータ58の先端側からは、手の人差し指から小指にかけての部分が突出するようになっている。   As shown in FIG. 5, the supporter 58 is formed using a stretchable material, and the supporter 58 is formed in a cylindrical shape covering the palm and the back of the hand from the user's wrist. The supporter 58 is formed with a thumb insertion hole 58A through which the thumb of the hand is inserted. Further, a portion from the index finger to the little finger of the hand protrudes from the front end side of the supporter 58.

図6及び図7に示されるように、人工筋肉22は、所謂McKibben型の人工筋肉である。この人工筋肉22は、ゴム等の弾性材料を用いて管状に形成された弾性チューブ62と、弾性チューブ62を覆う筒状のメッシュスリーブ64と、を含んで構成されており、弾性チューブ62をメッシュスリーブ64で被覆して両端をかしめた構造となっている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the artificial muscle 22 is a so-called McKibben type artificial muscle. The artificial muscle 22 includes an elastic tube 62 formed into a tubular shape using an elastic material such as rubber, and a cylindrical mesh sleeve 64 that covers the elastic tube 62. The elastic tube 62 is meshed. The structure is covered with a sleeve 64 and crimped at both ends.

弾性チューブ62は、内部にガス(空気)が供給される空間を有しており、この弾性チューブ62の内部には、圧縮空気が貯留された図示しないタンク及び接続パイプを介して空気が供給されるようになっている。   The elastic tube 62 has a space in which gas (air) is supplied. The elastic tube 62 is supplied with air through a tank (not shown) in which compressed air is stored and a connection pipe. It has become so.

メッシュスリーブ64は、例えば伸縮性の小さい高張力繊維等の線材が織り上げられること等により形成されている。そして、メッシュスリーブ64内に配置された弾性チューブ62内に空気が供給されて、弾性チューブ62が膨張すると、図7に示されるように、メッシュスリーブ64の長さ方向と直交する方向への寸法が増加すると共に、当該メッシュスリーブ64の長さ方向への寸法が減少する。これにより、人工筋肉22の長さが短くなって(人工筋肉22が収縮して)後述する腰及び腕をサポートする力が発生するようになっている。なお、内部の弾性チューブ62にガス(圧縮空気)が供給されることで人工筋肉22の長手方向に最大2000Nの強い収縮力を発生させることが可能となっている。人工筋肉22の重量は130g程度と軽量で、モータ等に比べて質量出力比が非常に大きい。   The mesh sleeve 64 is formed, for example, by weaving a wire such as a high-tensile fiber having a low stretchability. Then, when air is supplied into the elastic tube 62 disposed in the mesh sleeve 64 and the elastic tube 62 expands, the dimension in the direction perpendicular to the length direction of the mesh sleeve 64 is shown in FIG. And the dimension of the mesh sleeve 64 in the length direction decreases. As a result, the length of the artificial muscle 22 is shortened (the artificial muscle 22 contracts), and a force for supporting the lower back and arms, which will be described later, is generated. In addition, by supplying gas (compressed air) to the internal elastic tube 62, it is possible to generate a strong contraction force of 2000 N at the maximum in the longitudinal direction of the artificial muscle 22. The weight of the artificial muscle 22 is as light as about 130 g, and the mass output ratio is very large compared to a motor or the like.

図8に示されるように、本実施形態では、以上説明した人工筋肉22が、右側の人工筋肉取付部38の内部及び左側の人工筋肉取付部38の内部にそれぞれ2個ずつ設けられている。また、各々の人工筋肉取付部38の内部に配置された人工筋肉22の弾性チューブ62には、それぞれ左右同時に空気が供給されるようになっている。   As shown in FIG. 8, in the present embodiment, two artificial muscles 22 as described above are provided inside each of the right artificial muscle attachment portion 38 and the left artificial muscle attachment portion 38. Air is supplied to the elastic tubes 62 of the artificial muscles 22 disposed inside the artificial muscle attachment portions 38 at the same time on the left and right sides.

また、図9において模式的に示されるように、右側の人工筋肉取付部38の内部に配置された2個の人工筋肉22の一方側の端部は、右側の第3プーリ48にワイヤ66を介して係止されており、また2個の人工筋肉22の他方側の端部は、右側の第1プーリ28にワイヤ66を介して係止されている。なお、左側の人工筋肉取付部38の内部に配置された2個の人工筋肉22の一方側の端部は、左側の第3プーリ48にワイヤ66を介して係止されており、また2個の人工筋肉22の他方側の端部は、左側の第1プーリ28にワイヤ66を介して係止されている。また、本実施形態では、第1プーリ28及び第3プーリ48の外径(ワイヤ66が巻付く部分の外径)が50mmとされている。   Further, as schematically shown in FIG. 9, one end of the two artificial muscles 22 arranged inside the right artificial muscle attachment portion 38 has a wire 66 attached to the third pulley 48 on the right side. The other end of the two artificial muscles 22 is locked to the first pulley 28 on the right side via a wire 66. Note that one end of the two artificial muscles 22 arranged inside the left artificial muscle attachment portion 38 is locked to the left third pulley 48 via a wire 66, and two The other end of the artificial muscle 22 is locked to the left first pulley 28 via a wire 66. In the present embodiment, the outer diameter of the first pulley 28 and the third pulley 48 (the outer diameter of the portion around which the wire 66 is wound) is 50 mm.

そして、図10に示されるように、人工筋肉22が収縮することで大腿アーム16が後方側へ傾動される(傾動される方向へ付勢される)と共に、腕サポートアーム20が上方側へ傾動される(傾動される方向へ付勢される)ようになっている。   Then, as shown in FIG. 10, the thigh arm 16 is tilted backward (biased in the tilting direction) by the contraction of the artificial muscle 22, and the arm support arm 20 tilts upward. (Biased in the tilting direction).

(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

図11に示されるように、以上説明した本実施形態の腕腰補助装置10では、腰部ベルト14、上体装着ベルト44及び大腿アーム16が使用者の腰部、上体及び大腿部にそれぞれ装着されると共に、サポータ58が使用者の両手にそれぞれ装着されることで、腕腰補助装置10が使用者の身体に装着される。なお、本実施形態では、背中パッド50を設けることにより、使用者の背面と上体装着ベルト取付部40A及び一対の人工筋肉取付部38とが接触しないようにしている。また、腕腰補助装置10の装着時に十分な肩幅を確保するために、数名の肩幅を測定し、装置の肩幅は500mmとした。さらに、本実施形態の腕腰補助装置10の装着は、約25秒で行うことが可能である。   As shown in FIG. 11, in the above-described brace support device 10 according to the present embodiment, the waist belt 14, the upper body mounting belt 44, and the thigh arm 16 are respectively mounted on the user's waist, upper body, and thigh. At the same time, the supporter 58 is mounted on both hands of the user, so that the brace assist device 10 is mounted on the user's body. In the present embodiment, the back pad 50 is provided so that the back surface of the user does not come into contact with the upper body wearing belt attaching portion 40A and the pair of artificial muscle attaching portions 38. In addition, in order to secure a sufficient shoulder width when the bracelet assist device 10 was worn, the shoulder widths of several people were measured, and the shoulder width of the device was set to 500 mm. Furthermore, the brace assist device 10 of this embodiment can be mounted in about 25 seconds.

そして、図10及び図11に示されるように、使用者がスイッチ操作等をすることにより、人工筋肉22へガスが供給されると、人工筋肉22が収縮する。これにより、大腿アーム16が後方側へ傾動される向へ付勢される(矢印Y1方向へ付勢される)と共に、この反作用として上体フレーム18が使用者の上体を引き起こす方向へ付勢される(使用者の腰部へ矢印Y2方向へのサポート力が入力される)。また、人工筋肉22が収縮すると、腕サポートアーム20が上方側へ傾動される方向へ付勢される。これにより、使用者の手を持ち上げる方向(矢印Y3方向)へのサポート力が当該使用者の手(手首)へ入力される。その結果、本実施形態の腕腰補助装置10によれば、当該腕腰補助装置10を装着した使用者が荷物を持ち上げる際や荷物を持ち上げた状態に保持する際に、使用者の腰部及び腕(上肢)に加わる負荷を低減することができる。   As shown in FIGS. 10 and 11, when gas is supplied to the artificial muscle 22 by the user performing a switch operation or the like, the artificial muscle 22 contracts. As a result, the thigh arm 16 is biased in the direction of tilting backward (biased in the direction of the arrow Y1), and as a reaction, the upper body frame 18 is biased in a direction that causes the user's upper body. (The support force in the direction of arrow Y2 is input to the user's waist). Further, when the artificial muscle 22 contracts, the arm support arm 20 is biased in a direction in which it is tilted upward. Thereby, the support force in the direction of lifting the user's hand (arrow Y3 direction) is input to the user's hand (wrist). As a result, according to the bracelet assist device 10 of the present embodiment, when the user wearing the bracelet assist device 10 lifts the load or holds the load in a lifted state, the user's waist and arms The load applied to the (upper limb) can be reduced.

ところで、機械技術の発達は、輸送機器や産業用ロボットを生み出し、危険で単純な労働は自動化され、人々は極度の肉体的疲労から開放されつつある。しかし、製造業、運輸業、介護などの幅広い分野で、機械化困難な重労働が依然として多く存在している。欧州安全衛生機構(EU−OSHA)の調査では、激しい肉体労働、荷物の持ち上げなどにより、欧州だけでも毎年何百万もの労働者が筋骨格系障害(Musculoskeletal disorders:MSDs)を発症しており、労働者全体の33%が重量物の取り扱いを求められ、17%が腕や足の筋肉痛を訴えている。また、MSDsによる経済損失も深刻であり、フランスでは2006 年に約7億ユーロを上回り、上肢のMSDsによる損失はGNPの2%にものぼる。これらの問題の解決策として,人の動作を外骨格により物理的に支援する着用型筋力補助装置:マッスルスーツが開発されている。肉体労働者の負荷は腰だけではなく、肩部や上腕などの上肢にも大きな負担がある。 そこで、荷物の持ち上げ動作時の上肢及び腰の負担を軽減させることを目的として、本実施形態の腕腰補助装置10の使用が有効である。   By the way, the development of mechanical technology has created transportation equipment and industrial robots, and dangerous and simple labor has been automated, and people are being freed from extreme physical fatigue. However, there are still many hard labors that are difficult to mechanize in a wide range of fields such as manufacturing, transportation, and nursing care. According to a survey by the European Health and Safety Organization (EU-OSHA), millions of workers develop musculoskeletal disorders (MSDs) every year in Europe alone due to heavy physical labor, lifting of luggage, etc. 33% of all workers are required to handle heavy objects, and 17% complain of arm and leg muscle pain. The economic loss due to MSDs is also serious, with France surpassing about 700 million euros in 2006, and the loss due to MSDs in the upper limbs is 2% of GNP. As a solution to these problems, a wearable muscle strength assist device: muscle suit has been developed that physically supports human movements through the exoskeleton. The burden of manual workers is not only on the hips, but also on the upper limbs such as the shoulders and upper arms. Therefore, the use of the bracelet assist device 10 of the present embodiment is effective for the purpose of reducing the burden on the upper limbs and the waist during the lifting operation of the luggage.

ここで、本実施形態では、人工筋肉22は、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の腕を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせる。これにより、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の腕を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせるアクチュエータをそれぞれ独立して設けた場合と比べて、腕腰補助装置10の小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。   Here, in the present embodiment, the artificial muscle 22 generates both a support force in a direction for causing the user's upper body and a support force in a direction for lifting the user's arm. As a result, compared to the case where the actuators that generate both the support force in the direction that causes the user's upper body and the support force in the direction that raises the user's arm are provided independently, The auxiliary device 10 can be reduced in size, weight, and cost.

また、本実施形態では、上記サポート力を発生させる部材が人工筋肉22とされていることにより上記サポート力を発生させる部材の重量の増加を抑制しつつ、より大きなサポート力を得ることができる。   In the present embodiment, since the member that generates the support force is the artificial muscle 22, it is possible to obtain a greater support force while suppressing an increase in the weight of the member that generates the support force.

さらに、本実施形態では、腕サポートアーム20が、第1アーム部52及び第2アーム部54を含んで構成されている。そして、第1アーム部52が第3プーリ48に対して左右方向に傾動可能となっていると共に、第2アーム部54が第1アーム部52に対して左右方向に傾動可能となっている。これにより、使用者が荷物を持ち上げ作業等をする際に、様々な寸法の荷物に対応することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the arm support arm 20 includes a first arm portion 52 and a second arm portion 54. The first arm portion 52 can tilt in the left-right direction with respect to the third pulley 48, and the second arm portion 54 can tilt in the left-right direction with respect to the first arm portion 52. Thereby, when a user lifts a load | work etc., it can respond | correspond to the load of various dimensions.

また、本実施形態では、使用者が荷物を持ち上げる際や荷物を持ち上げた状態に保持する際に荷重が加わる手首をサポータ58によって効果的にサポートすることができる。   In the present embodiment, the supporter 58 can effectively support the wrist to which a load is applied when the user lifts the load or holds the load in a lifted state.

(腕腰補助装置10による補助効果の定量的評価)
次に、本実施形態の腕腰補助装置10の補助効果の定量的評価の結果について説明する。
(Quantitative evaluation of the assist effect by the brace and hip assist device 10)
Next, the result of quantitative evaluation of the auxiliary effect of the bracelet auxiliary device 10 of the present embodiment will be described.

腕腰補助装置10の補助効果を評価するために、図12に示されるように、表面筋電図(surface Electromyogram,以下「EMG」という)を計測する。計測には、日本光電社製WEB−7000を使用し、サンプリング周波数250Hz、時定数0.1sec、カットオフ周波数はローパスフィルタ30Hz、ハイパスフィルタ500Hzを用いた。計測したEMGを整流平滑化解析(Average Rectified Value,以下「ARV解析」という)する。 ここで得られた筋電位を積分した積分筋電値(Integral ElectroMyoGram,以下「IEMG」という)を、筋使用量として評価する。IEMGはARV解析の時定数をτ、計算区間を(−T,T)、tを時間とすれば、以下の式1及び式2により求められる。

In order to evaluate the assist effect of the brace and hip assist device 10, a surface electromyogram (hereinafter referred to as "EMG") is measured as shown in FIG. For measurement, WEB-7000 manufactured by Nihon Kohden Co., Ltd. was used, and the sampling frequency was 250 Hz, the time constant was 0.1 sec, and the cut-off frequency was a low-pass filter 30 Hz and a high-pass filter 500 Hz. The measured EMG is subjected to rectification and smoothing analysis (Average Rectified Value, hereinafter referred to as “ARV analysis”). The integrated myoelectric value (Integral ElectroMyoGram, hereinafter referred to as “IEMG”) obtained by integrating the myoelectric potential obtained here is evaluated as the muscle usage. IEMG is obtained by the following equations 1 and 2, where τ is the time constant of ARV analysis, (−T, T) is the calculation interval, and time is t.

被験者(使用者P)は健康な20代男性3名で、図13(A)及び(B)並びに図14(A)及び(B)に示されるように、 床に置かれた10kgの荷物Wを3秒間かけて持ち上げる動作を区間1とし、図13(B)及び(C)並びに図14(B)及び(C)に示されるように、荷物Wを3秒かけて保持する動作を区間2とし、腕腰補助装置10の非着用時、着用時でIEMGを比較する。このとき,荷物Wの持ち上げ方を図13(A)に示されるように、腰を上げて持ち上げ(以下持ち上げ方X),図14(A)に示されるように、腰を落として持ち上げる(以下持ち上げ方Y)の2通りで行う。人工筋肉22への圧縮空気注入は、空気を直接開閉する弁を用いた。   The test subjects (users P) are three healthy men in their twenties, as shown in FIGS. 13 (A) and 13 (B) and FIGS. 14 (A) and 14 (B), 10 kg of luggage W placed on the floor. The operation of lifting the bag over 3 seconds is defined as section 1, and as shown in FIGS. 13B and 13C and FIGS. 14B and 14C, the operation of holding the load W over 3 seconds is performed in section 2. And IEMG is compared at the time of wearing at the time of non-wearing of the bracelet auxiliary device 10. At this time, as shown in FIG. 13 (A), the baggage W is lifted by lifting its waist (hereinafter referred to as “lifting method X”), and as shown in FIG. Lifting is performed in two ways Y). For the injection of compressed air into the artificial muscle 22, a valve that directly opens and closes air was used.

測定する筋肉は図15に示されるように、脊柱起立筋K1、広背筋K2、僧帽筋K3、三角筋前部K4、上腕二頭筋K5、頭側手根屈筋K6、尺側手根屈筋K7の7か所とする。   As shown in FIG. 15, the muscles to be measured are ascending spine K1, latissimus dorsi muscle K2, trapezius K3, anterior deltoid muscle K4, biceps K5, cephalad flexor muscle K6, ulnar carpal flexor muscle. 7 locations of K7.

測定した被験者3名について、非着用時のIEMGを1とした時の着用時の相対値を持ち上げ方Xかつ区間1を図16に示し、持ち上げ方Xかつ区間2を図17に示し、上げ方Yかつ区間1を図18に示し、持ち上げ方Yかつ区間2を図19に示す。これらの図に示されるように、図15に示されたすべての筋肉K1〜K7において、腕腰補助装置10の着用時は非着用時と比較して、筋使用量の低下を確認することができた。   For the three test subjects, the relative value when worn when IEMG when not worn is set to 1 is shown in FIG. 16, and the lifting method X and section 2 are shown in FIG. Y and section 1 are shown in FIG. 18, and how to lift Y and section 2 are shown in FIG. As shown in these figures, in all the muscles K1 to K7 shown in FIG. 15, it is possible to confirm a decrease in muscle usage when the bracelet assist device 10 is worn compared to when not wearing it. did it.

(第2実施形態に係る腕腰補助装置68)
次に、図20〜図23を用いて本発明の第2実施形態に係る腕腰補助装置68について説明する。なお、本実施形態の腕腰補助装置68において前述の第1実施形態に係る腕腰補助装置10の各部と対応する部材及び部分については、当該腕腰補助装置10の各部と対応する部材及び部分と同一の符号を付してその説明を省略する。
(Brace support device 68 according to the second embodiment)
Next, an arm and waist assisting device 68 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that in the bracelet assist device 68 of the present embodiment, members and parts corresponding to the respective parts of the bracelet assist device 10 according to the first embodiment described above are members and parts corresponding to the respective parts of the bracelet assist device 10. The same reference numerals are used and the description thereof is omitted.

図20に示されるように、本実施形態の腕腰補助装置68の基本的な構成は第1実施形態に係る腕腰補助装置10(図1参照)の構成と同じであるが、本実施形態の腕腰補助装置68では、人工筋肉22に代えてサポート力付与部及びバネとしての空気バネ70が用いられていることに特徴がある。   As shown in FIG. 20, the basic configuration of the bracelet assist device 68 of the present embodiment is the same as the configuration of the bracelet assist device 10 (see FIG. 1) according to the first embodiment. The assistive device 68 is characterized in that, instead of the artificial muscle 22, a support force applying portion and an air spring 70 as a spring are used.

図21に示されるように、空気バネ70は、McKibben型の人工筋肉22(図6参照)にあらかじめ一定量の空気が充填された構成とされている。そして、空気バネ70が伸ばされて、空気バネ70内の空気の体積が減少することで空気圧が上昇する(シャルルの法則)。これにより、図22に示されるように、使用者Pの姿勢変化に伴い、空気バネ70が伸ばされて、当該空気バネ70が使用者Pの腰及び腕へのサポート力を発生させる仕組みとなっている。   As shown in FIG. 21, the air spring 70 is configured such that a McKibben type artificial muscle 22 (see FIG. 6) is filled with a predetermined amount of air in advance. Then, the air spring 70 is extended, and the air volume in the air spring 70 is reduced to increase the air pressure (Charles' law). As a result, as shown in FIG. 22, the air spring 70 is extended in accordance with the posture change of the user P, and the air spring 70 generates a support force for the waist and arms of the user P. ing.

また、本実施形態では、図23に示されるように、第1プーリ28及び第3プーリ48の外径(ワイヤ66が巻付く部分の外径)が、それぞれ異なる外径である50mm及び30mmとされている。これにより、大腿アーム16の傾動角度の変化量の約1.67倍ほど腕サポートアーム20が傾動されるようになっている。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 23, the outer diameters of the first pulley 28 and the third pulley 48 (the outer diameter of the portion around which the wire 66 is wound) are 50 mm and 30 mm, which are different outer diameters, respectively. Has been. As a result, the arm support arm 20 is tilted about 1.67 times the amount of change in the tilt angle of the thigh arm 16.

(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

図24に示されるように、本実施形態の腕腰補助装置68は、前述の第1実施形態に係る腕腰補助装置10(図1参照)と同様の手順で装着される。しかしながら、本実施形態の腕腰補助装置68は、前述の第1実施形態に係る腕腰補助装置10と使用方法が異なる。   As shown in FIG. 24, the bracelet assist device 68 of the present embodiment is mounted in the same procedure as the bracelet assist device 10 (see FIG. 1) according to the first embodiment described above. However, the bracelet assisting device 68 of the present embodiment is different in usage from the bracelet assisting device 10 according to the first embodiment described above.

図25に示されるように、本実施形態の腕腰補助装置68では、使用者Pが腰P2を下ろさないままの前傾姿勢で荷物Wをつかむ。このとき、大腿アーム16に対して上体フレーム18が傾動(前傾)することで、図28(A)に示されるように、空気バネ70が引き伸ばされる。   As shown in FIG. 25, in the arm and waist assist device 68 of the present embodiment, the user P grabs the load W in a forward leaning posture without lowering the waist P2. At this time, when the upper body frame 18 tilts (forward tilts) with respect to the thigh arm 16, the air spring 70 is stretched as shown in FIG.

次いで、図26に示されるように、使用者Pが膝P1を曲げながら腰P2を下ろすことで、空気バネ70の収縮力が高まる。これにより、図26及び図28(B)に示されるように、腕サポートアーム20が上方側へ傾動される。その結果、使用者Pが荷物Wを持ち上げる際に、当該使用者Pの腰P2及び腕P3がサポートされる。   Next, as shown in FIG. 26, the contraction force of the air spring 70 is increased by the user P lowering the waist P2 while bending the knee P1. As a result, as shown in FIGS. 26 and 28B, the arm support arm 20 is tilted upward. As a result, when the user P lifts the load W, the waist P2 and the arm P3 of the user P are supported.

また、図27及び図28(C)に示されるように、使用者Pが腕P3と腰P2の位置のバランス(姿勢)を調整することで,腰P2の伸展(傾動)を補助することができる。すなわち、使用者Pが自分の動かしやすいように腰P2と腕P3との補助力の配分比率(補助関係)を体感で獲得することができ、各使用者Pがそれぞれの動作に適するサポート力を得ることができる。なお、本実施形態では、20kg程度の荷物Wであれば容易に持ち上げることが可能である。   In addition, as shown in FIGS. 27 and 28C, the user P can assist the extension (tilt) of the waist P2 by adjusting the balance (posture) of the positions of the arms P3 and the waist P2. it can. That is, the user P can acquire the distribution ratio (assistant relationship) of the assisting force between the waist P2 and the arm P3 so that the user P can easily move, and each user P has a support force suitable for each operation. Can be obtained. In the present embodiment, a load W of about 20 kg can be easily lifted.

以上説明したように、本実施形態の腕腰補助装置68によれば、空気バネ70は、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の腕を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせる。これにより、使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び使用者の腕を引き上げる方向へのサポート力の両方のサポート力を生じさせるアクチュエータをそれぞれ独立して設けた場合と比べて、腕腰補助装置68の小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the arm and waist assisting device 68 of the present embodiment, the air spring 70 has both the support force in the direction that causes the upper body of the user and the support force in the direction that raises the user's arm. Give rise to supportive power. As a result, compared to the case where the actuators that generate both the support force in the direction that causes the user's upper body and the support force in the direction that raises the user's arm are provided independently, The auxiliary device 68 can be reduced in size, weight, and cost.

なお、本実施形態では空気バネ70を用いた例について説明したが、空気バネ70に代えて金属性のコイルバネ等を用いてもよい。   In the present embodiment, the example using the air spring 70 has been described. However, a metal coil spring or the like may be used instead of the air spring 70.

また、本実施形態では、外部から電気的又は機械的なエネルギを供給することなくサポート力を発生させることができる。   In the present embodiment, the support force can be generated without supplying electrical or mechanical energy from the outside.

さらに、本実施形態では、第1プーリ28及び第3プーリ48の外径(ワイヤ66が巻付く部分の外径)が、それぞれ異なる外径に設定されている。これにより、大腿アーム16の傾動角度の変化量に対する腕サポートアーム20の傾動角度を寄り最適にすることができる。なお、第1プーリ28及び第3プーリ48の外径(ワイヤ66が巻付く部分の外径)は、荷物Wを持ち上げる高さ等を考慮して適宜設定すればよい。   Furthermore, in the present embodiment, the outer diameters of the first pulley 28 and the third pulley 48 (the outer diameter of the portion around which the wire 66 is wound) are set to different outer diameters. Thereby, the tilt angle of the arm support arm 20 with respect to the change amount of the tilt angle of the thigh arm 16 can be optimized. Note that the outer diameters of the first pulley 28 and the third pulley 48 (the outer diameter of the portion around which the wire 66 is wound) may be appropriately set in consideration of the height at which the load W is lifted.

また、前述の第1実施形態に係る腕腰補助装置10及び第2実施形態に係る腕腰補助装置68は、小型化、軽量化及び低コスト化を狙ったものではあるが、図29〜図32に示された第3実施形態に係る腕腰補助装置72のように、更なる軽量化及び低コスト化を図ってもよい。第3実施形態に係る腕腰補助装置72では、上体フレーム18の上側接続部40及び下側接続部42をアルミニウム合金製の板材を用いて形成すると共に、大腿アーム16のアーム本体32の形状を単純化することにより、腕腰補助装置72の更なる軽量化及び低コスト化が図られている。なお、腕腰補助装置72において前述の第1実施形態に係る腕腰補助装置10の各部と対応する部材及び部分については、当該腕腰補助装置10の各部と対応する部材及び部分と同一の符号を付してその説明を省略している。   The bracelet assist device 10 according to the first embodiment described above and the bracelet assist device 68 according to the second embodiment are aimed at miniaturization, weight reduction, and cost reduction. As in the arm and waist assisting device 72 according to the third embodiment shown in FIG. 32, further weight reduction and cost reduction may be achieved. In the lower back assist device 72 according to the third embodiment, the upper connection portion 40 and the lower connection portion 42 of the upper body frame 18 are formed using a plate material made of an aluminum alloy, and the shape of the arm main body 32 of the thigh arm 16 is formed. Is further reduced in weight and cost. In addition, about the member and part corresponding to each part of the bracelet assistance apparatus 10 which concerns on the above-mentioned 1st Embodiment in the bracelet assistance apparatus 72, the same code | symbol as the member and part corresponding to each part of the said bracelet assistance apparatus 10 concerned The description is omitted.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications other than the above can be implemented without departing from the spirit of the present invention. Of course.

10 腕腰補助装置
16 大腿アーム(下肢装着部)
18 上体フレーム(背部装着部)
20 腕サポートアーム(上肢装着部)
22 人工筋肉(サポート力付与部)
28 第1プーリ(下肢装着部側プーリ)
44 上体装着ベルト(背部装着部)
48 第3プーリ(上肢装着部側プーリ)
58 サポータ(手首装着部)
68 腕腰補助装置
70 空気バネ(サポート力付与部、バネ)
72 腕腰補助装置
10 Arms and waist support device 16 Thigh arm (lower limb wearing part)
18 Upper body frame (back mounting part)
20 Arm support arm (upper limb wearing part)
22 Artificial muscles (supporting force imparting part)
28 1st pulley (lower leg wearing part side pulley)
44 Upper body wearing belt (back wearing part)
48 3rd pulley (upper limb wearing part side pulley)
58 Supporter (wrist wearing part)
68 Arms and waist support device 70 Air spring (support force applying part, spring)
72 Arm and waist assist device

Claims (7)

使用者の背部に装着される背部装着部と、
前記使用者の下肢に装着される下肢装着部と、
前記使用者の上肢に装着される上肢装着部と、
前記背部装着部を前記下肢装着部に対して付勢することで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力を付与すると共に、前記上肢装着部を前記背部装着部に対して付勢することで、前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力を付与するサポート力付与部と、
を備えた腕腰補助装置。
A back mounting portion to be mounted on the back of the user;
A lower limb mounting portion to be mounted on the lower limb of the user;
An upper limb mounting portion to be mounted on the upper limb of the user;
By urging the back mounting portion with respect to the lower limb mounting portion, a support force in a direction to cause the upper body of the user is applied, and the upper limb mounting portion is urged with respect to the back mounting portion. A support force application unit that provides support force in the direction of raising the upper limb of the user;
Arm / waist assist device.
前記サポート力付与部は、ガスが供給されることで収縮する人工筋肉とされており、
前記人工筋肉が収縮されることで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される請求項1記載の腕腰補助装置。
The support force application unit is an artificial muscle that contracts when gas is supplied,
2. The bracelet assist device according to claim 1, wherein the artificial muscle is contracted to provide a support force in a direction in which the upper body of the user is raised and a support force in a direction of raising the upper limb of the user.
前記サポート力付与部はバネとされており、
前記使用者の姿勢変化に伴って前記バネが変形されることで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力及び前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される請求項1記載の腕腰補助装置。
The support force applying portion is a spring,
The support force in a direction in which the user's upper body is raised and a support force in a direction in which the user's upper limb is pulled up are provided by deforming the spring in accordance with a change in the posture of the user. The bracelet assist device according to 1.
前記上肢装着部が、前記背部装着部に対して前記使用者の左右方向に傾動可能とされた請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の腕腰補助装置。   The bracelet assist device according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper limb mounting portion is tiltable in the left-right direction of the user with respect to the back mounting portion. 前記上肢装着部は、前記使用者の手首に装着される手首装着部を備えており、
前記手首装着部から前記使用者の手首に前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力が付与される請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の腕腰補助装置。
The upper limb mounting portion includes a wrist mounting portion to be mounted on the wrist of the user,
The bracelet assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein a support force in a direction in which the upper limb of the user is pulled up is applied from the wrist mounting portion to the wrist of the user.
前記上肢装着部は、前記背部装着部に上肢装着部側プーリを介して傾動可能に支持されており、
前記下肢装着部は、前記背部装着部に下肢装着部側プーリを介して傾動可能に支持されており、
前記上肢装着部側プーリの外径と前記下肢装着部側プーリの外径とが異なっており、
前記サポート力付与部につながれたワイヤが、前記上肢装着部側プーリ及び前記下肢装着部側プーリにそれぞれ係止されている請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の腕腰補助装置。
The upper limb mounting part is supported by the back mounting part so as to be tiltable via an upper limb mounting part side pulley,
The lower limb mounting portion is supported by the back mounting portion so as to be tiltable via a lower limb mounting portion side pulley,
The outer diameter of the upper limb wearing part side pulley is different from the outer diameter of the lower limb wearing part side pulley,
The bracelet assist device according to any one of claims 1 to 5, wherein a wire connected to the support force application unit is locked to the upper limb mounting unit side pulley and the lower limb mounting unit side pulley, respectively. .
使用者の背部に装着される背部装着部と、
前記使用者の下肢に装着される下肢装着部と、
前記使用者の上肢に装着される上肢装着部と、
前記背部装着部を前記下肢装着部に対して付勢することで、前記使用者の上体を引き起こす方向へのサポート力を付与すると共に、前記上肢装着部を前記背部装着部に対して付勢することで、前記使用者の上肢を引き上げる方向へのサポート力を付与するサポート力付与部と、
を備え、
使用者の動作に応じて、前記使用者の上肢を引き上げる方向へ作用するサポート力と、前記使用者の上体を引き起こす方向へ作用するサポート力と、の配分比率が変わる腕腰補助装置。
A back mounting portion to be mounted on the back of the user;
A lower limb mounting portion to be mounted on the lower limb of the user;
An upper limb mounting portion to be mounted on the upper limb of the user;
By urging the back mounting portion with respect to the lower limb mounting portion, a support force in a direction to cause the upper body of the user is applied, and the upper limb mounting portion is urged with respect to the back mounting portion. A support force application unit that provides support force in the direction of raising the upper limb of the user;
With
A bracelet assist device that changes a distribution ratio between a support force acting in a direction of pulling up the upper limb of the user and a support force acting in a direction of causing the upper body of the user according to a user's movement.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020193069A (en) * 2019-05-28 2020-12-03 株式会社イノフィス Lumbar part assist device and energizing device for lumbar part assist device
KR20210029079A (en) * 2019-09-05 2021-03-15 엘아이지넥스원 주식회사 Waist Strength Assist Device and Wearable Robot including the same
JP2021154485A (en) * 2020-03-27 2021-10-07 イョット.シュマルツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Human-robot collaboration system
JP2021164575A (en) * 2020-04-07 2021-10-14 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Assist wear evaluation system, method, and program
WO2023038041A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-16 株式会社イノフィス Method for designing tension spring, and tension spring
WO2023119400A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-29 株式会社ジェイテクト Assist device and assist belt
WO2024176542A1 (en) * 2023-02-22 2024-08-29 株式会社コガネイ Assistive suit

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114800436B (en) * 2017-09-07 2024-11-22 重庆市牛迪科技发展有限公司 An exoskeleton
JP2020082222A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 株式会社ブリヂストン Human wearable power assist device
CN109806548B (en) * 2019-02-20 2020-11-10 河海大学 Light and handy type knee joint rehabilitation ectoskeleton robot
CN110181489A (en) * 2019-06-25 2019-08-30 知因(台州)机器人科技有限公司 The adjusting chassis overhang and upper half of human body ectoskeleton of upper half of human body ectoskeleton
JP7326116B2 (en) * 2019-10-31 2023-08-15 株式会社イノフィス body support device
CN113246097B (en) * 2021-04-14 2024-05-14 国网山东省电力公司淄博供电公司 Hot-line work auxiliary arm
IT202100011273A1 (en) * 2021-05-04 2022-11-04 Fondazione St Italiano Tecnologia Elastic balancing of loads in an exoskeleton
CN114393570A (en) * 2022-03-25 2022-04-26 东莞理工学院 A pneumatic single-arm upper limb exoskeleton robot and its control system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012239818A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Tokyo Univ Of Science Upper arm holding device and upper arm assisting device
JP2013138848A (en) * 2011-12-05 2013-07-18 Wakayama Univ Power-assisting robotic device and control method thereof
JP2015182832A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 株式会社クボタ assist suit
JP2016010451A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 シャープ株式会社 Support auxiliary device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US420178A (en) * 1890-01-28 running
JP5169469B2 (en) 2008-05-15 2013-03-27 学校法人東京理科大学 Upper arm holding device and upper arm assist device
EP2754538B1 (en) * 2011-09-06 2019-10-23 Wakayama University Power-assisting robotic device and control method thereof
JP6358427B2 (en) 2014-06-13 2018-07-18 国立大学法人 筑波大学 Wearable motion assist device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012239818A (en) * 2011-05-24 2012-12-10 Tokyo Univ Of Science Upper arm holding device and upper arm assisting device
JP2013138848A (en) * 2011-12-05 2013-07-18 Wakayama Univ Power-assisting robotic device and control method thereof
JP2015182832A (en) * 2014-03-20 2015-10-22 株式会社クボタ assist suit
JP2016010451A (en) * 2014-06-27 2016-01-21 シャープ株式会社 Support auxiliary device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
須賀 裕文,外5名: ""肉体労働者支援用マッスルスーツの開発"", 日本ロボット学会学術講演会予稿集, vol. 第30巻, JPN6020045774, 17 September 2012 (2012-09-17), JP, pages 3 - 1, ISSN: 0004521757 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020193069A (en) * 2019-05-28 2020-12-03 株式会社イノフィス Lumbar part assist device and energizing device for lumbar part assist device
KR20210029079A (en) * 2019-09-05 2021-03-15 엘아이지넥스원 주식회사 Waist Strength Assist Device and Wearable Robot including the same
KR102289850B1 (en) * 2019-09-05 2021-08-13 엘아이지넥스원 주식회사 Waist Strength Assist Device and Wearable Robot including the same
JP2021154485A (en) * 2020-03-27 2021-10-07 イョット.シュマルツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Human-robot collaboration system
JP2021164575A (en) * 2020-04-07 2021-10-14 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Assist wear evaluation system, method, and program
WO2023038041A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-16 株式会社イノフィス Method for designing tension spring, and tension spring
WO2023119400A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-29 株式会社ジェイテクト Assist device and assist belt
WO2024176542A1 (en) * 2023-02-22 2024-08-29 株式会社コガネイ Assistive suit

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CA3062117A1 (en) 2019-11-22
CN110876262A (en) 2020-03-10
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